Membranska elektroda (sklop membranskih elektroda, MEA) je osnovna komponenta gorive ćelije membrane za izmjenu protona. Sastoji se od tri dijela: membrane za izmjenu protona (PEM), sloja katalizatora (CL) i sloja za difuziju plina (GDL).
Struktura MEA
Koja je funkcija difuzionog sloja plina u MEA?
Vodič zraka i funkcija odvodnje
U PEMFC membranskoj elektrodi, sloj difuzije gasa uglavnom igra ulogu transporta gasa i vlage, i odgovoran je za vođenje vodika i kiseonika u bipolarnoj ploči do katalitičkog sloja, obezbeđujući dovoljno gasa da katalitički sloj reaguje; u isto vrijeme. Voda nastala u procesu se prenosi na bipolarnu ploču kako bi se spriječilo da se proizvod akumulira u katalitičkom sloju i ometa daljnji napredak reakcije. Zbog toga difuzioni sloj mora biti porozan materijal sa dobrom propusnošću vazduha i dobrim karakteristikama drenaže.
Konduktivna i potporna funkcija
Difuzijski sloj treba da ima dobru elektronsku provodljivost, tako da elektroni generisani iz katalitičkog sloja mogu nesmetano proći kroz difuzioni sloj i preći na bipolarnu ploču. Uz ove glavne funkcije, difuzijski sloj također pruža određenu snagu potpore za membransku elektrodu, a difuzijski sloj je najdeblji dio membranske elektrode, obično veći od 100 μm.
Sloj za difuziju gasa je uglavnom napravljen od metalnog sinterovanog filca (titanijum filc ili nikl filc) kao sirovine, sa poroznošću od 60 do 80 procenata. Nakon hidrofobne obrade nastaju hidrofilni kanali i hidrofobni kanali. Hidrofilni kanali mogu da konvertuju sloj katalizatora. Voda u bipolarnoj ploči se vodi u bipolarnu ploču, dok hidrofobni kanali obezbeđuju transportne puteve za difuziju gasa.
sinterirani nikl filc
sinterirani titanijumski filc
